大气污染控制学

PAGEPAGE55第六章除除尘装置置从气体中去去除或捕捕集固态态或液态态微粒的的设备称称为除尘尘装置，或或除尘器器；根据主要除除尘机理理，目前前常用的的除尘器器可分为为：机械械除尘器器、电除除尘器、袋袋式除尘尘器和湿湿式除尘尘器；根据除尘效效率可分分为：高高效（990%--99..9%）除除尘器，如如过滤式式除尘器器、电除除尘器；；中效（770%--90%%）除尘尘器，如如旋风除除尘器、湿湿式除尘尘器；低低效（440%--70%%）除尘尘器，如如重力沉沉降室、惯惯性除尘尘器等。6.1机机械除尘尘器目的要求：：掌握重重力、惯惯性和旋旋风除尘尘器的除除尘机理理、性能能特点及及设计选选型；重点：重力力、惯性性和旋风风除尘器器的除尘尘机理；；授课方式：：讲授、自自学机械除尘器器是指利利用质量量力（重重力、惯惯性力和和离心力力）的作作用使颗颗粒物与与气流分分离的装装置，包包括重力力沉降室室、惯性性除尘器器和旋风风除尘器器。一、重力沉沉降室重力沉降室室是通过过重力作作用使尘尘粒从气气流中沉沉降分离离的除尘尘装置。结结构如图图6-11所示。图6-11含尘气流进进入重力力沉降室室后，由由于扩大大了流动动截面积积而使气气体流速速大大降降低，使使较重的的颗粒在在重力作作用下缓缓慢向灰灰斗沉降降。重力沉降室室的设计计有两种种模式：：层流式式和湍流流式；1、重力沉沉降室的的捕集效效率（1）层流流式重力力沉降室室沉降室设计计的简单单模式的的假定是是在沉降降室内气气流为柱柱塞流，流流速为vv0（m//s），流流动状态态保持在在层流范范围内；；颗粒均均匀分布布在烟气气中。粒粒子的运运动由两两种速度度组成。在在垂直方方向，忽忽略气体体的浮力力，仅在在重力和和气体阻阻力的作作用下，每每个粒子子以其沉沉降速度度us（m//s）独独立沉降降，在烟烟气流动动方向，粒粒子和气气流具有有相同的的速度。设沉降室的的长、宽宽、高分分别为LL、W和和H，处处理烟气气量为QQ（m33/s）,,气流在在沉降室室内停留留时间：：（6-1）在时间t内内，粒径径为的粒粒子的沉沉降距离离为：（66-2）因此，对于于粒径为为的粒子子，只有有在高度度以下进进入沉降降室才能能沉降到到灰斗。当当＜H时时，粒子子的分级级除尘效效率：（66-3）给定沉降室室的结构构，便可可按式（66-3）求求出不同同粒径粒粒子的分分级效率率或作出出分级效效率曲线线。根据据沉降室室入口粉粉尘的粒粒径分布布，按式式（5--54）或或（5--55）即即可计算算出沉降降室的总总除尘效效率。假定粒子沉沉降运动动处于斯斯托克斯斯区域，则则重力沉沉降室能能1000%捕集集的最小小粒子直直径为：：（6-4）工程中常采采用公式式（6--3）计计算值的的一半取取为分级级效率，用用36代代替（66-4）中中的188，这样样理论和和实践符符合的更更好。由上述计算算公式可可见，为为提高沉沉降室捕捕集效率率，可从从以下三三个方面面入手：：（1）降降低沉降降室内气气流速度度；（22）降低低沉降室室高度HH；（33）增长长沉降室室长度LL。沉降室内的的气流速速度根据据粒子的的大小和和密度确确定，一一般为00.3m/ss-22.0m/ss。为提高沉降降室捕集集效率和和容积利利用率，从从降低高高度出发发，在总总高度不不变的情情况下，在在沉降室室内增设设几块水水平隔板板，形成成多层沉沉降室，此此时沉降降室的分分级效率率变为：：（66-5）但这样做清清理积灰灰较困难难，还有有难以使使各层隔隔板间气气流均匀匀分布以以及处理理高温气气体时金金属隔板板容易翘翘曲等缺缺点。实实际上一一般限制制隔板层层数n在在3以下下。沉降室内气气流速度度过低或或沉降室室长度过过大，会会使沉降降室体积积过于庞庞大，因因而需从从经济和和技术上上综合考考虑比较较。（2）湍流流式重力力沉降室室湍流式重力力沉降室室假定沉沉降室内内气流为为湍流状状态，在在垂直于于气流方方向的每每个横断断面上粒粒子完全全混合，即即各种粒粒径的粒粒子都均均匀分布布于气流流中。为为了确定定对粒径径为的粒粒子的分分级效率率，需要要寻求沉沉降室内内任意位位置x与与留在气气流中的的粒径为为的粒子子数目之之间的关关系。图6-3为为湍流式式重力沉沉降室内内粒子分分离示意意图。考考虑宽度度为W、高高度为HH和长度度为dxx的捕集集元，假假如dyy代表边边界层的的厚度，在在气流流流过距离离dx的时间间内，边边界层内内粒径为为的粒子子完全沉沉降，被被除去的粒粒子分数数可以简简单地表表示为。在在时间内内，粒径径为的粒粒子以其其沉降速速度沉降降，在垂垂直方向向上沉降降的最大大距离，因此。对对于粒子子完全混混合系统统，比率率是进入入边界层层且被从从气流中中除去粒粒子所占占的分数数。因此此：（66-6）对（6-66）积分分得：此方程有两两个边界界条件，即即x=00处，；；在x==L处，。因此，因此，粒径为的粒子的分级除尘效率：（6--8）根据分级除除尘效率率可以容容易求得得沉降室室的总除除尘效率率。完全混合的的设计模模式（自自学了解解）。2、重力沉沉降室的的设计步步骤根据上述有有关公式式和给定定的粉尘尘粒径等等物理性性质，重重力沉降降室的设设计步骤骤是：首首先根据据粉尘的的真密度度和粒径径计算出出沉降速速度，在在假设沉沉降室内内的气流流水平速速度u和和沉降室室高度HH（或宽宽度W），然然后计算算确定沉沉降室的的长度LL和宽度度W（或或高度HH）。例6-1重重力沉降降室的设设计计算算；3、重力沉沉降室的的特点（1）适宜宜于净化化密度大大、颗粒粒粗的粉粉尘（能能有效地地捕集550以上上的尘粒粒）；（2）主要要缺点：：占地面面积大、除除尘效率率低，因因此只能能作为高高效除尘尘的预除除尘装置置，除去去较大和和较重的的粒子；；（3）主要要优点：：结构简简单、投投资少、维维修管理理容易、压压力损失失小（一一般为550-1150PPa）；；二、惯性除除尘器1、惯性除除尘器的的除尘机机理为了改善沉沉降室的的除尘效效果，可可在沉降降室内设设置各种种形式的的挡板，使使含尘气气流冲击击到挡板板上，气气流方向向发生急急剧变化化，借助助尘粒本本身的惯惯性力作作用，使使其与气气流分离离。图66-5所所示是含含尘气流流冲击在在两块挡挡板上时时尘粒分分离的机机理。当当含尘气气流冲击击到挡板板B1上时，惯惯性大的的粗尘粒粒（d11）首先先被分离离下来。被被气流带带走的尘尘粒（dd2，且dd2＜d1），由由于挡板板B2使气流流方向发发生转变变，借助助离心力力作用也也被分离离下来。若若设该点点气流的的旋转半半径为RR2，切向向速度为为ut，则尘尘粒d22所受离离心力与与d22ut2/RR2成正比比。2、惯性除除尘器的的结构形形式惯性除尘器器结构形形式可分分为冲击击式和反反转式两两种。冲冲击式以以气流中中粒子冲冲击挡板板捕集较较粗粒子子；反转转式通过过改变气气流流动动方向而而捕集较较细的粒粒子；3、惯性除除尘器的的应用惯性除尘器器用于净净化密度度和粒径径较大的的金属或或矿物性性粉尘具具有较高高的除尘尘效率。对对粘结性性和纤维维性粉尘尘，则因因易堵塞塞而不易易使用。由由于惯性性除尘器器的净化化效率不不高，因因此一般般只用于于多级除除尘中的的第一级级除尘，捕捕集100-200以上的的粗尘粒粒。三、旋风除除尘器旋风除尘器器是使含含尘气体体作旋转转运动，借借作用于于尘粒上上的离心心力把尘尘粒从气气体中分分离出来来的装置置。旋风风除尘器器的特点点是：结结构简单单、造价价便宜、体体积小、操操作维修修方便；；压力损损失中等等，动力力消耗不不大，除除尘效率率较高；；可用各各种材料料制造，适适用于粉粉尘负荷荷变化大大的含尘尘气体，性性能较好好，能用用于高温温、高压压及腐蚀蚀性气体体的除尘尘，可直直接回收收干粉尘尘；无运运动部件件，运行行管理简简便等。旋旋风除尘尘器历史史较久，现现在一般般用来捕捕集5——15以上上的尘粒粒，除尘尘效率可可达800％左右右。对于于旋风除除尘器的的运行机机理虽然然做了大大量的研研究工作作，但由由于内部部流态复复杂．准准确地测测定有关关参数比比较困难难。因而而至今理理论上仍仍不完善善；捕集集小于55尘粒的的效率不不高。下下面仅对对旋风除除尘器的的基本原原理及常常用结构构型式和和性能特特点作简简要介绍绍。1、旋风除除尘器的的工作原原理普通旋风除除尘器由由简体、锥锥体和进进气管、排排气管等等组成，其其构造如如图6--8所示示。工作原理：：含尘气气体由进进口切向向进入后后，沿筒筒体内壁壁由上向向下作圆圆周运动动，并有有少量气气体沿径径向运动动到中心心区内。这这股向下下旋转的的气流大大部分到到达锥体体顶部附附近时折折转向上上。在中心心区域旋旋转上升升，最后后由排气气管排出出。这股股气流作作向上旋旋转运动动时，也也同时进进行着径径向的离离心运动动。一般般将旋转转向下的的外团气气流称为为外旋流流，将旋旋转向上上的内因因气流称称为内旋旋流，把把外旋流流变为内内旋流的的锥顶附附近区域域称为回回流区。内内旋流与与外旋流流两者旋旋转方向向相同，在在整个流流场中起起主导作作用。气气流作旋旋转运动动时，尘尘粒在离离心力作作用下，逐逐渐向外外壁移动动。到达达外壁的的尘粒，在在外旋流流的推力力和重力力的共同同作用下下，沿器器壁落至至灰斗中中，实现现与气流流的分离离。图6--8普普通旋风风除尘器器的结构构及内部部气流1、筒体；；2、锥锥体；33、排气气管；44、外旋旋流；5、内漩流流；6、上上旋流；；7、回回流区；；此外，当气气流从除除尘器顶顶向下高高速旋转转时，顶顶部压力力下降，使使一部分分气流带带着微细细尘粒沿沿简体内内壁旋转转向上，到到达顶盖盖后再沿沿排气管管外壁旋旋转向下下，最后后汇入排排气管排排走。通通常将这这股旋转转气流称称为上旋旋流。上上旋流携携带细尘尘汇人内内旋流排走走。对于旋风除除尘器内内气流运运动流场场的测定定发现，由由于进入入的气体体不是理理想气体体，且具具有粘性性，所以以实际气气流的运运动是很很复杂的的。外旋旋流内部部及其与与尘粒之之间存在在着磨擦擦损失，因因而外旋旋流不是是纯净的的自由涡涡，而是是所谓的的准自由由涡，它它具有向向下低速速向心的的径向运运动。内旋流流类似于于刚体圆圆柱的转转动，称称为强制制涡，它它具有向向上高速速向外的的径向运运动。为研究方便便，通常常把内部部流场看看成复杂杂的三元元流动体体系，把把全速分分解为三三个速度度分量：：即切向向速度、径径向速度度和轴向向速度。（1）切向向速度切向速度是是决定气气流合速速度大小小的主要要速度分分量，也也是决定定气流质质点离心心力和尘尘粒捕集集效率的的主要因因素。实实测旋风风赊尘器器内气流流的切向向速度分分布如图图6-99所示..。根据“涡流流”定律，外外涡旋的的切向速速度反比比于旋转转半径RR的n次次方，即即（66-9）其中：n为为涡流指指数。nn≤1；内涡旋的切切向速度度正比于于旋转半半径R，比比例常熟熟等于气气流的旋旋转角速速度，即即（66-111）n=0时，=常数，处在内外旋流的交界面上，达到最大值；（2）径向向速度旋流气体的的径向速速度，内内旋流是是指向上上方的高高速向外外的，而而外旋流流是指向向下方的的低速向向心的。前前者对分分离尘粒粒有利，后后者对分分离尘粒粒不利，使使有些细细小尘较较在向心心气流的的带动下下进入内内旋流而而被排出出。（6--12）（3）轴向向速度外旋流区轴轴向速度度向下，内内旋流区区轴向速速度向上上，因而而在内、外外旋流之之间必然然存在一一个轴向向速度为为零的交交界面。在在内旋流流中，随随着气流流的逐渐渐上升，轴轴向速度度不断增增大。在排气气管底部部达到最最大值。2、旋风除除尘器的的压力损损失旋风除尘器器的压力力损失与与其结构构和运行行条件等等有关，主主要靠实实验确定定。实验表明，旋旋风除尘尘器的压压力损失失一般与与气体入入口流速速的平方方成正比比，即（66-133）局部阻力系系数在缺缺少实验验数据的的时候，可可用下式式估算：：（6--14）此式表明，除除尘器的的相对尺尺寸对压压力损失失影响较较大，当当除尘器器结构型型式相同同时，几几何放大大或缩小小，压力力损失基基本不变变。其他操作因因素对压压力损失失也有影影响，如如入口含含尘浓度度、内部部构件等等。3、旋风除除尘器的的除尘性性能（1）尘粒粒的分割割粒径对旋风除尘尘器除尘尘性能的的研究，过过去和现现在都为为许多学学者所关关注。但但由于在在除尘器器内气、固固两相流流动非常常复杂，影影响因素素很多，通通过假设设提出的的除尘效效率计算算公式，还还不能进进行较准准确的计计算。现现在仍用用实验确确定其性性能，依依据某些些假设条条件导出出近似计计算公式式，以说说明其工工作原理理，估算算除尘效效率，分分析影响响效率的的重要因因素。这这对旋风风除尘器器的发展展及其性性能的改改善具有有重要作作用。在旋风除尘尘器内，粒粒子的沉沉降主要要取决于于离心力力和向心心运动气气流作用用于尘粒粒上的阻阻力。在在内外涡涡旋界面面上，如如果＞，粒子子在离心心力的推推动下移移向外壁壁而被捕捕集；如如果＜，粒子子在向心心气流的的带动下下进入内内涡旋，最最后由排排出管排排出；如如果=，作用用在尘粒粒上的外外力之和和等于零零，粒子子在交界界面上不不停旋转转；实际际上，由由于各种种随机因因素的影影响，处处于这种种平衡状状态的尘尘粒有550%的的可能性性进入内内涡旋，也也有500%的可可能性移移向外壁壁，它的的除尘效效率为550%。此此时的粒粒径即为为除尘器器的分割割粒径，用用表示。旋风除尘器器的除尘尘效率与与尘粒的的粒径有有关。粒粒径越大大，效率率愈高，当当粒径大大到某一一值时，其其除尘效效率可1100％％，此时时的尘粒粒粒径称称为全分分离粒径径，或称称为临介介粒径。除除尘效率率为500％时相相应的尘尘粒粒径径称为分分割粒径径。评定定旋风除除尘器的的分离性性能时，采采用分割割粒径比比全分离离粒径更更方便，因因而使用用较多。作用于粒径径为的球球形尘粒粒上的离离心力可可用牛顿顿公式表表示为：：向心阻力，假假设气流流处于层层流状态态，即雷雷诺数小小于1，径径向气流流阻力用用斯托克克斯公式式表示：：二者相等，即即：（66-155）则：（6--16）式中：———交界面面处气流流的切向向速度，根根据式（6-9）计算；——涡旋气气流的平平均切向向速度，由由式（66-122）计算算；分割粒径越越小，表表明除尘尘器的分分离性能能愈好。（2）除尘尘效率当分割粒径径确定后后，可以以根据雷雷思-利利希特模模式计算算其他粒粒子的分分级效率率：（6--17）其中涡流指指数n可可有公式式（6--10）计计算；另一种计算算分级效效率的公公式是在在实验数数据的基基础上提提出的经经验公式式，可以以满足工工程设计计的需要要：（66-188）例6--2旋旋风除尘尘器分割割粒径和和压力损损失的计计算；4、影响旋旋风除尘尘器除尘尘效率的的因素影响旋风除除尘器效效率的因因素有：：二次效效应、比比例尺寸寸、烟尘尘的物理理性质和和操作变变量；（1）二次次效应二次效应即即被捕集集的粒子子的重新新进入气气流。在在较小粒粒径区间间内，理理应逸出出的粒子子由于聚聚集或被被较大尘尘粒撞向向壁面而而脱离气气流被捕捕集，实实际效率率高于理理论效率率；在较较大粒径径区间，由由于粒子子被反弹弹回气流流或沉积积的尘粒粒被重新新吹起，理理应沉降降入灰斗斗的尘粒粒却随净净化后的的气流一一起排走走，实际际效率低低于理论论效率。（2）比例例尺寸由离心力公公式可知知，在相相同的切切向速度度下，筒筒体直径径越小，粒粒子所受受的惯性性离心力力越大，除除尘效率率越高，但但若筒体体直径过过小，粒粒子容易易逃逸，使使效率下下降。筒筒体高度度的变化化对除尘尘效率影影响不明明显。适适当加长长锥体长长度对提提高除尘尘效率有有利。排排出管直直径越小小，也有有利提高高除尘效效率，但但太小会会导致压压力降的的增加，一一般取排排出管直直径为（00.4--0.665）DD。（3）烟尘尘的物理理性质粉尘粒粒径与密密度由于尘尘粒所受受离心力力与粒径径的三次次方成正正比，而而所受径径向气体体阻力仅仅与粒径径的一次次方成正正比，因因而大粒粒子比小小粒子更更易捕集集。除尘尘效率随随着尘粒粒真密度度的增大大而提高高，密度度小，难难分离，除除尘效率率下降。气体温度和和粘度气体粘度随随温度升升高而增增大，而而分割粒粒径又与与粘度的的平方根根成正比比，因而而旋风除除尘器的的除尘效效率随气气体温度度或粘度度的增加加而降低低。（4）操作作变量在一定范围围内提高高进气管管流速，可可以提高高除尘效效率。但但入口流流速太高高，会把把已分离离的某些些尘粒卷卷入内旋旋流重新新带走，导导致除尘尘效率下下降。另另外，压压力损失失与入口口速度的的平方成成正比，入入口流速速过大，压压力损失失上升。因因而，从从技术和和经济综综合考虑虑，入口口流速的的合适范范围，一一般取112—20mm/s，不不宜低于于10mm/s，以以防止入入口管道道积灰。除尘器下部部的严密密性也是是影响除除尘效率率的一个个重要因因素。从从图6--9可知知，除尘尘器内部部静压从从外壁向向中心逐逐渐降低低，即使使除尘在在正压下下运行，锥锥体底部部也可能能处于负负压状态态。若除除尘器下下部不严严而漏人人空气，会会把已落落入灰斗斗的粉尘尘重新带带走，使使除尘效效率显著著下降。实实验证明明，当漏漏气量达达到除尘尘器处理理气量的的15％％，除尘尘效率几几乎降为为零。因因此，在在不漏气气的情况况下正常常排灰是是旋风除除尘器运运行中必必须重视视的问题题。收尘尘量不大大的除尘尘器可在在下部设设置固定定灰斗，定定期排灰灰。收尘尘量较大大要求连连续排灰灰时，可可设双翻翻板式或或回转式式锁气器器。5、旋风除除尘器的的结构型型式旋风除尘器器的结构构型式，取取决于含含尘气体体的入口口型式和和除尘器器内部的的流动状状态。（1）按进进气方式式分类切向进入式式和轴向向进入式式两类；；切向进入式式又分为为直入式式和蜗壳壳式，前前者进气气管外壁壁与筒体体相切，后后者进气气管内壁壁与筒体体相切；；轴向进入式式是利用用固定的的导流叶叶片促进进气流的的旋转，处处理气量量较大且且气流分分布较均均匀，主主要用于于多管旋旋风除尘尘器和处处理气量量大的场场合。（2）按气气流组织织分类有回转式、直直流式、平平旋式和和旋流式式等多种种，工业业锅炉较较多运用用回流式式和直流流式两种种。（3）多管管旋风除除尘器多管旋风除除尘器是是由多个个甚至多多达数千千个相同同构造形形状和尺尺寸的小小型旋风风除尘器器（又叫叫旋风子子）组合合在一个个壳体内内并联使使用的除除尘器组组。适合合用于处处理烟气气量较大大的场合合。常用用的多管管除尘器器有回流流式和直直流式两两种。多管除尘器器能够有有效捕集集5-110，含尘浓浓度很高高（1000g//m3）的气气体，具具有效率率高，处处理气量量大，有有利于布布置和烟烟道连接接方便等等特点。但但旋风子子的制造造、安装装和装配配的质量量要求较较高。6、旋风除除尘器的的设计选选型在除尘系统统中选用用什么型型号的旋旋风除尘尘器，使使除尘效效率满足足要求，压压力损失失较小，型型式的各各部分尺尺寸合理理等，是是选型的的基本依依据。下下面介绍绍选型资资料收集集，选择择设计和和应注意意的事项项。（1）资料料收集主要资料包包括：①①含尘气气体特性性(成分分、温度度、湿度度、腐蚀蚀性、流流量等)；eq\o\ac(○,22)被分离离的尘粒粒特性((浓度、成成分、密密度、粒粒径分布布、粘度度、含水率、纤维维性和爆爆炸性等等)；③③除尘要要求(除除尘效率率和压力力损失等等)；④④尘粒回回收利用用的方式式和经济济价值；；⑤各种除除尘器的的特征((除尘效效率、压压力损失失、价格格、金属属耗量、运运行费及及维修管管理难易易程度等等)；⑥⑥其他资资料(如如水源、电电源、通通风机、冷冷却装置置、安装装现场及及有关设设备材料料的供应应情况等等)。（2）选型型设计eq\o\ac(○,1)由含尘尘浓度、粒粒径分布布、密度度等烟气气特征及及除尘要要求（出出口浓度度）计算算除尘效效率；eq\o\ac(○,22)选择确确定旋风风除尘器器的结构构型式；；eq\o\ac(○,3)根据使使用时允允许的压压力降确确定进口口气流速速度；eq\o\ac(○,44)确定旋旋风除尘尘器的进进口截面面积A，入入口宽度度和高度度；A==bh==Q/vv1；eq\o\ac(○,5)确定各各部分几几何尺寸寸，由进进口截面面积A和和入口宽宽度b及及高度hh定出各各部分几几何尺寸寸，然后后从手册册中查出出所需除除尘器的的型号规规格；（3）注意意事项依据旋风除除尘器的的特点，选选型应特特别注意意：eq\o\ac(○,1)适用于于净化密密度较大大，粒度度较粗的的粉尘，其其中高效效旋风除除尘器对对细尘也也有一定定的净化化效率；；②一般用用于净化化非纤维维性粉尘尘及温度度在4000℃以下的的非腐蚀蚀性气体体；eq\o\ac(○,3)不宜用用于气量量波动大大的场合合，一般般入口风风速为112—20mm/s；；④除尘器器内旋转转气流速速度高，应应注意加加耐磨衬衬，防止止磨损；；⑤不宜净净化粘结结性粉尘尘；⑥设计和和运行应应特别注注意防止止除尘器器底部漏漏风，以以免效率率下降；；⑦一般不不宜串联联使用；；⑧在并联联使用旋旋风除尘尘器时，要要尽可能能使每台台除尘器器的处理理气量相相等。6.2电电除尘器器目的要求：：了解电电除尘器器的性能能特点，掌握其除尘机理及设计选型；重点：电除除尘器的的除尘机机理；授课方式：：讲授、自自学电除尘器是是含尘气气体在通通过高压压电场进进行电离离的过程程中，使使尘粒荷荷电，并并在电场场力的作作用下使使尘粒沉沉积在集集尘板上上，将尘尘粒从含含尘气体体中分离离出来的的一种除除尘设备备；电除除尘过程程与其他他除尘过过程的根根本区别别在于，分分离力（主主要是静静电力）直直接作用用在粒子子上，而而不是作作用在整整个气流流上，这这就决定定了它具具有分离离粒子耗耗能小、气气流阻力力小的特特点。电除尘器的的优点：：压力损失小小，一般般为2000-5500PPa；处理烟气量量大，可可达1005-1006m3/h；；能耗低，大大约0..2-00.4kkWh//10000mm3；对细粉尘有有很高的的捕集效效率，可可高于999%；；可在高温或或强腐蚀蚀性气体体下操作作。电除尘器的的主要缺缺点：一次性投资资费用高高，占地地面积大大，应用用范围受粉尘尘比电阻阻限制，难难以适应应操作条条件的变变化，此此外对制制造、安安装质量量要求较较高。一、电除尘尘器的工工作原理理电除尘器的的工作原原理涉及及悬浮粒粒子荷电电，带电粒粒子在电电场中迁迁移与捕捕集，将捕集集物从集集尘表面面上清除除三个基基本过程程；1、气体电电离和电电晕放电电通常气体中中只含有有极其微微量的自自由电子子和气体体离子，可可视为绝绝缘体。在在电除尘尘器中，当当两电极极之间的的电压达达到一定定值时，两两电极间间的气体体将发生生电离由由绝缘状状态转变变为传导导状态，即即产生气气体电离离或电击击穿如电电晕放电电、辉光光放电、火火花放电电及电弧弧放电等等。（1）电晕晕放电机机理电晕放电发发生在细细金属电电晕线和和集尘板板之间，电电晕机理理可以借借助于电电晕放电电示意图图来解释释。假如电晕电电极为负负极，从从金属丝丝表面或或附近放放出的电电子迅速速向接地地极即正正极运动动，与气气体分子子发生撞撞击并使使之离子子化，结结果又产产生了大大量电子子，通常常称这种种过程为为雪崩过过程。随随着电子子离开金金属丝表表面距离离的增加加，电场场迅速减减弱。假假如存在在电负性性气体，如如氧气、水水蒸汽和和二氧化化硫等，则则电晕产产生的自自由电子子被这些些气体的的分子俘俘获并产产生负离离子，它它们也和和电子一一样向正正极运动动。这些些负离子子和自由由电子就就构成了了使颗粒粒荷电的的电荷来来源。自自由电子子能引起起气体分分子离子子化的区区域，常常称为电电晕区。电子雪崩过过程产生生的正离离子移向向放电金金属丝，与与金属丝丝表面碰碰撞并产产生新电电子。正正离子使使金属丝丝释放新新电子的的“再生”作用确确保了电电晕过程程的持续续进行。（2）起始始电晕电电压在电除尘器器内，许许多因素素影响电电晕的发发生和施施加电压压与电晕晕电流之之间的关关系。开开始产生生电晕电电流时所所施加的的电压常常称为起起始电晕晕电压。起起始电晕晕电压与与烟气性性质和电电极形状状、几何何尺寸等等因素有有关。在r=a时时（电晕晕电极表表面上），起起始电晕晕电压：：式中：a———电晕晕线半径径；m———导线光光滑修正正系数；；——空气的的相对密密度；b———管式式电除尘尘器的半半径；由上式可见见，起始始电晕电电压可以以通过调调整电极极的几何何尺寸来来实现。电电晕线越越细，起起始电晕晕所需要要的电压压越小。（3）影响响电晕特特性的因因素电晕特性取取决于许许多因素素，包括括电极的的形状，电电极间距距离，气气体组成成、压力力、温度度，气流流中要捕捕集的粉粉尘浓度度、粒度度、比电电阻以及及他们在在电晕极极和集尘尘板上的的沉积等等。气体组成影影响电晕晕特征主主要是因因为不同同气体对对电子的的亲和力力不同。气气体温度度和压力力的不同同导致气气体密度度改变，进进而影响响电子平平均自由由程和加加速电子子及能产产生碰撞撞电离所所需要的的电压。2、粒子荷荷电粒子荷电是是电除尘尘过程的的第一步步。两种粒子荷荷电机理理：电场荷电或或碰撞荷荷电：离子在在静电力力作用下下做定向向运动，与与粒子碰碰撞而使使粒子荷荷电；扩散荷电：：离子的的扩散现现象导致致的粒子子荷电过过程。依依赖于离离子的热热能，而而不是电电场。粒子的荷电电过程取取决于粒粒径，对对于大于于0.55微米的的微粒，以以电场荷荷电为主主，小于于0.115微米米的微粒粒，则以以扩散荷荷电为主主，粒径径介于二二者之间间的粒子子，需要要同时考考虑这两两种过程程；（1）电场场荷电1）荷电量量的计算算粒子能够获获得的饱饱和电荷荷：（66-311）2）影响电电场荷电电的因素素粒子特性：：粒径和和介电常常数；电晕电场：：电场强强度和离离子密度度；一般电场荷荷电所需需的时间间小于00.1秒秒，相当当于气流流在除尘尘器内流流动100-200cm所所需要的的时间，所所以对于于一般的的电除尘尘器，可可以认为为粒子进进入除尘尘器后立立刻达到到了饱和和电荷。（2）扩散散荷电离子热运动动引起它它们通过过气体扩扩散，并并于存在在于气体体中的粒粒子碰撞撞，使粒粒子荷电电。与电电场荷电电过程相相反，不不存在扩扩散荷电电的最大大极限值值，因为为根据分分子运动动理论，并并不存在在离子动动能的上上限。粒粒子在这这些条件件下的荷荷电量取取决于离离子热运运动的动动能、粒粒子大小小和荷电电时间。利用分子热热运动理理论可以以导出扩扩散荷电电的理论论方程：：（66-322）（3）电场场荷电和和扩散荷荷电的综综合作用用对于粒径处处于中间间范围（00.155-0..5微米米）的粒粒子，同同时考虑虑电场荷荷电和扩扩散荷电电。描述述这两种种过程同同时作用用的微分分方程不不能用解解析方法法求解，必必须借助助于近似似解法或或数值解解法。电场荷电、扩扩散荷电电和两种种过程综综合作用用时荷电电量的理理论值随随粒径的的变化如如图6--18..例6-5电场荷荷电和扩扩散荷电电综合作作用下粒粒子荷电电量随时时间的变变化；（4）异常常荷电现现象三种情况：：1）尘板表表面的高高比电阻阻粒子导导致在低低电压下下发生火火花放电电或在集集尘板发发生反电电晕现象象；2）微小粒粒子的浓浓度高时时，虽然然荷电尘尘粒所形形成的电电晕电流流不大，可可是所形形成的空空间电荷荷却很大大，严重重地抑制制着电晕晕电流的的产生，使使尘粒不不能获得得足够的的电荷；；3）当含尘尘量大到到某一数数值时，电电晕现象象消失，颗颗粒在电电场中根根本得不不到电荷荷，电晕晕电流几几乎减小小到零，失失去除尘尘作用，即即电晕闭闭塞。3、荷电粒粒子的运运动和捕捕集（1）驱进进速度电除尘器中中荷电粉粉尘粒子子的运动动主要受受两种力力的支配配，电场场作用在在荷电粉粉尘粒子子上的静静电力，粉粉尘粒子子向集尘尘板迁移移时受到到的介质质阻力。当二力平衡时，粒子便达到了终末沉降速度，及驱进速度。（66-333）由上式可见见粒子的的驱进速速度与粒粒子的荷荷电量、粒粒径、电电场强度度及气体体介质的的粘度有有关。（2）粒子子的捕集集效率———德意意希公式式德意希（DDeuttschh）在119222年推导导出除尘尘效率与与集尘板板面积、气气体流量量和驱进进速度之之间的关关系。在在推到该该公式时时做了如如下假定定：除尘尘器中气气流为湍湍流状态态；在垂垂直于集集尘表面面的任一一横断面面上粒子子浓度和和气流分分布是均均匀的；；进入除除尘器后后立刻荷荷电；忽忽略电风风、气流流分布不不均匀及及被捕集集粒子重重新进入入气流等等的影响响。如图6-221所示示，设含含尘气流流流向为为x轴方方向，气气体和粉粉尘在xx方向的的流速皆皆为u（mm/s），气气体流量量为Q（mm3/s）；；x方向向上每单单位长度度的集尘尘板面积积为a（mm2/m），总总集尘板板面积为为A（mm2）；电电场长度度为L（mm），气气体流动动截面积积为F（mm2）；直直径为ddpi的颗颗粒其驱驱进速度度为（mm/s），在在气体中中的浓度度为（gg/mm3）；在dt时间间内于长长度为ddx的空空间所捕捕集的粉粉尘量为为：由于，带入入上式得得：从除尘器入入口到出出口进行行积分，并并考虑，aaL=AA，得：：则理论分级级捕集效效率（66-344）此即德意希希分级效效率方程程；概括了分级级效率与与集尘板板面积、气气体流量量和颗粒粒驱进速速度之间间的关系系，指明明了提高高电除尘尘器捕集集效率的的途径，因因而在除除尘器性性能分析析和设计计中被广广泛应用用。（3）有效效驱进速速度实际中根据据在一定定的除尘尘器结构构形式和和运行条条件下测测得的总总捕集效效率值带带入德意意希方程程反算出出相应的的驱进速速度值，并并称之为为有效驱驱进速度度，以表表示。可可利用有有效驱进进速度表表示工业业电除尘尘器的性性能，并并作为类类似除尘尘器设计计的基础础。4、被捕集集粉尘的的清除电晕极和集集尘极上上都会有有粉尘沉沉积，粉粉尘层厚厚度为几几毫米，甚甚至几厘厘米。粉粉尘沉积积在电晕晕极上会会影响电电晕电流流的大小小和均匀匀性。保保持电晕晕极表面面清洁的的最一般般方法是是对电极极采取振振打清灰灰方式，使使电晕极极上的粉粉尘很快快被振打打干净。集尘极板上上粉尘层层较厚时时，会导导致火花花电压降降低，电电晕电流流减小。为为了保持持和集尘尘极表面面清洁，应应及时清清除沉积积的粉尘尘。集尘尘极清灰灰方法有有湿式和和干式两两种不同同的方法法。湿式式电除尘尘器中，集集尘极板板表面经经常保持持一层水水膜，粉粉尘沉降降在水膜膜上随水水膜流下下。湿法法清灰的的优点是是无二次次扬尘，同同时可净净化部分分有害气气体，如如二氧化化硫、氟化氢氢等；主主要缺点点是腐蚀蚀结垢问问题较严严重，污污泥需要要处理。干干式电除除尘器由由机械撞撞击或电磁振振打产生生的振动动力清灰灰。干式式振打清清灰需要要合适的的振打强强度，振振打强度度太小难难以清除除积尘，太太大可能能引起二二次扬尘尘。合适适的振打打强度和和振打频率率一般在在运行中中通过现现场调试试确定。二、电除尘尘器的结结构与供供电电除尘器的的型式虽虽然多种种多样，但但都由电电除尘器器本体和和高压直直流供电电装置两两大部分分组成。1、电除尘尘器结构构电除尘器本本体一般般包括以以下几个个主要部部分：放放电电极极、集尘尘电极、振振打清灰灰装置、气气流分布布装置、支支撑壳体体和灰斗斗的钢梁梁结构以以及引入入高压直直流电的的绝缘箱箱等。（1）放电电电极放电电极又又称电晕晕极。电电晕线是是产生电电晕放电电的主要要部件，对对电晕线线的一般般要求是是：起晕晕电压低低，电晕晕电流大大，机械械强度高高，能维维持准确确的极距距以及易易清灰等等；（2）集尘尘电极集尘电极的的结构对对粉尘的的二次飞飞扬、金金属消耗耗量和造价价有很大大影响。对对集尘电电极的一一般要求求是：有有利于粉粉尘在板板面上沉沉积，二二次扬尘尘小；易易于清灰灰，形状状简单易易于制作并并有足够够的刚度度和强度度；集尘尘极型式有有板式、管管式二大大类。管式集尘极极小型管式除除尘器的的集尘极极为直径径约155cm，长长3m左左右的圆圆管。大大型的直直径可达达40ccm，长长6m。每台除尘器的集尘极数目少则几个，多则100个以上：2）板式集集尘极板式电极形形式很多多。极板板二侧通通常设有有沟槽和和挡板，既既能加强强板的刚刚性，又能能防止气气流直接接冲刷极极板的表表面，产生二二次扬尘尘。极板板之间的的间距，对对电除尘尘器的电电场性能能和除尘尘效率影影响较大大。间距距太小((2000mm以下下)电压压升不高高，间距距太大又又受供电电设备允允许电压压的限制制。采用用60一一72kkv变压压器时极极板间距距一般取取2000一3550mmm。近午午来板式式电除尘尘器一个个引人注注目的变化化是发展展宽间距距超高压压电除尘尘器。宽宽间距电电除尘器器制作、安安装、维维修等较较方便，而而且设备备小，能能量消耗耗也小。（3）电极极清灰装装置及时清除集集尘极和和电晕极极上的积积灰，是是保证电电除尘器器高效运运行的重重要环节节之一。干干式电除除尘器的的清灰方方式有机机械振打打、电磁磁振打、刮刮板清灰灰及压缩缩空气振振打等。挠挠臀锤振振打电极极框架的的锤击机机构机械械清灰方方式，是是目前普普遍采用用的清灰灰方式。湿式电除尘尘器采用用喷雾或或溢流方方式，在在集尘极表表面形成成一层水水膜，使使沉积在在集尘板板上的粉粉尘和水水一起流流到除尘尘器的下下部而排排出。（4）气流流分布装装置电除尘器内内气流分分布对除除尘效率率具有较较大影响响。对气气流分布布装置的的要求是是分布均均匀性好好、阻力力损失小小。为了了减少涡涡流，保保证气流流分布均均匀，在在进出口口处应设设渐扩管管和渐缩缩管。进进口渐扩扩管内应应设2——3层气气流分布布板。多多孔板使使用最为为广泛，通通常采用用厚度为为3—3.55mm钢钢板制作作，孔径径30—50mmm，开孔孔率约为为25％％一500％，需需要通过过试验确确定。（5）除尘尘器外壳壳除尘器外壳壳必须保保证严密密，尽量量减小漏漏风。漏漏风量大大，不但但风机负负荷加大大，也会会因电场场风速提提高使除除尘效率率降低。在在处理高高湿烟气气时，冷冷空气的的漏入将使局局部烟气气温度降降至露点点以下，导导致除尘尘器构件件积灰和和腐蚀。除尘器外壳壳材料，要要根据处处理烟气气的性质质和操作作温度来来选择。通通常使用用的材料料有钢板板、铅板板(捕集集硫酸雾))、钢筋筋混凝土土及砖等等。2、电除尘尘器的供供电高压供电设设备提供供粒子荷荷电和捕捕集所需需要的高高场强和和电晕电电流。为为满足现现场需要要，供电电设备操操作必须须十分稳稳定，希希望工作作寿命在在20年年以上，通通常高压压供电设设备的输输出峰值值电压为为70--1000KV，电电流为1100--20000mAA。为使电除尘尘器能在在较高电电压下运运行，避避免过大大的火花花损失。高高压电源源容量不不能太大大，必须须分组供供电。增增加供电电机组数数目，减减少每台台机组供供电的电电晕线数数，能改改善电除除尘器的的性能。但但是，增增加供电电机组数数和电场场分组数数，必定定增加投投资。因因此供电电机组数数的确定定，应同同时考虑虑保证除除尘效和和减少投投资两方方面的因因素。三、电除尘尘器的选选择和设设计1、选型电除尘器型型式和工工艺配置置，要根根据处理理的含尘尘气体性性质及处处理要求求决定，其其中粉尘尘比电阻阻是最重重要的因因素。比比电阻在在l044—2×10100Ωcm范围围．可采采用普通通干式电电除尘器器，若比比电阻偏偏高，则则要采用用特殊的的电除尘尘器(如如宽极距距电除尘尘器、高高温电除除尘器等等)，或或在烟气气中加入入一定量量的NHH3、SOO2、水分分等进行行调质处处理。对对于低比比电阻粉粉尘，一一般干式式除尘器器难以捕捕集，但但若荷电电颗粒凝凝聚后变变为大颗颗粒，在在其后加加一旋风风除尘器器或过滤滤式除尘尘器，则则可获得得较高的的除尘效效率。湿式电除尘尘器既能能捕集高高比电阻阻颗粒，也也能捕集集低比电电阻颗粒粒，除尘尘效率较较高。但但除尘器器的积垢垢和腐蚀蚀问题比比较严重重，污泥泥需要处处理。2、设计（1）集尘尘板面积积的确定定根据运行和和设计经经验，确确定有效效驱进速速度，按按德意希希方程就就集尘板板面积AA。（6--36）式中：A———集尘尘板面积积；Q———处理理气体流流量；——有效驱驱进速度度；——预期达达到的除除尘效率率；（2）长高高比的确确定长高比为集集尘板有有效长度度和高度度之比。当当要求除除尘效率率大于999%时时，除尘尘器的长长高比至至少要11.0--1.55；确定了常高高比，就就确定了了电除尘尘器本体体的大小小，对于于板式电电除尘器器A=2nhhl；（nn为电除除尘器通通道数）；；（3）气流流速度的的确定设收尘极间间宽度，即即通道宽宽度为22b，则则除尘器器断面风风速为6.3湿式式除尘器器目的要求：：了解湿湿式除尘尘器的分分类及性性能，掌掌握湿式式除尘器器的除尘尘机理、性性能特点点及设计计选型，掌掌握文丘丘里洗涤涤器的除除尘过程程及技术术尺寸；；重点：湿式式除尘器器的除尘尘机理、文文丘里洗洗涤器的的除尘过过程；授课方式：：讲授、自自学湿式除尘器器是使含含尘气体体与液体体（一般般为水）密密切接触触，利用用水滴和和颗粒的的惯性碰碰撞及其其他作用用捕集颗颗粒或使使粒径增增大的装装置。这这种装置置除用于于气体除除尘外，还还可用于于气体吸吸收、降降温和加加湿等。本本章主要要介绍湿湿式除尘尘器的除除尘机理理、除尘尘效率和和常见的的几种除除尘器，特特别是文文丘里除除尘器。一、概述1、湿式除除尘器的的分类和和性能（1）分类类湿式除尘器器的型式式很多，根根据能耗耗可分为为低能耗耗和高能能耗除尘尘器两大大类。低能耗除尘尘器对于于10微微米的尘尘粒净化化效率可可达900%-995%，压压力损失失为0..25--1.55KPaa。一般般运行条条件下的的耗水量量（水气气比）为为0.44-0..8L//m3，如喷喷雾塔和和旋风洗洗涤塔等等。常用用于焚烧烧炉、化化肥生产产、石灰灰窖和化化铁炉等等烟气除除尘，但但一般不不能满足足这些烟烟气直接接排放要要求。高高能耗除除尘器，如如文丘里里除尘器器，其除除尘效率率可达999.55％以上上，压力力损失为为25——9kPPa，耗耗水量为为0.33—1.55L／mm3。常用用于炼铁铁、炼钢钢、造纸纸和化铁铁炉的烟烟气除尘尘，排烟烟中的尘尘粒粒径径可低于于0.225微米米。根据湿式除除尘器的的除尘机机理，可可将其分分为7类类。重力力喷雾洗洗涤塔、旋旋风除尘尘器、自自激喷雾雾洗涤器器、板式式洗涤器器、填料料洗涤器器、文丘丘里洗涤涤器和机机械诱导导喷雾洗洗涤器。结合表6-7了解各种湿式除尘器的性能。操作范围。我们主要讨讨论应用用广泛的的三类湿湿式除尘尘器，喷喷雾塔洗洗涤器、旋旋风洗涤涤器和文文丘里洗洗涤器。（2）湿式式除尘器器的优缺缺点湿式除尘器器与其他他除尘器器相比具具有如下下优点：：1）在耗能能相同情情况下，湿湿式除尘尘器比干干式机械械除尘器器的除尘尘效率高高。2）湿式除除尘器的的除尘效效率不仅仅能与布布袋和电电除尘器器相比，而而且适用用于这些些除尘器器难以胜胜任的条条件。3）湿式除除尘器在在去除含含尘气体体中粉尘尘的同时时，还可可去除气气体中的的水蒸气气及某些些有毒有有害的气气态污染染物。湿式除尘器器的缺点点有：1）湿式除除尘器排排出的废废水和泥泥浆会造造成二次次污染，必必须进行行处理，洗洗涤水才才能重复复回用。2）因为湿湿法净化化含尘气气体往往往具有腐腐蚀性，所所以湿式式除尘系系统的设设备均应应采取防防腐措施施。3）湿式防防尘器不不适用于于净化含含有憎水水性和水水硬性粉粉尘的气气体；4）在低温温寒冷地地区，湿湿式除尘尘器容易易结冻，因因此，要要采用防防冻措施施。2、湿式除除尘器的的除尘机机理（1）惯性性碰撞参参数湿式除尘器器可用采采用前面面第五章章讨论的的几种或或全部的的除尘机机理，但但主要的的除尘机机制是液液滴和颗颗粒之间间的惯性性碰撞和和拦截作作用。因因此，讨讨论颗粒粒、液滴滴和气流流性质对对碰撞的的影响成成为一个个重要问问题。含尘气流在在运动过过程中遇遇到障碍碍物(水水滴)，气气流会改改变方向向，绕过过水滴运运动，但但尘粒因因惯性力力作用，将将保持原原有运动动方向，脱脱离气流流与水滴滴相撞。该该效应称称之为惯惯性碰撞撞。尘粒粒的惯性性越大，气气流曲率率半径越越小，尘尘粒脱离离流线而而被水滴滴捕集的的可能性性越大。惯惯性碰撞撞作用可可以用斯斯托克斯斯准数((即惯性性碰撞参参数)描描述，即即（66-377）对于粒径小小于5微微米的粒粒子，必必须考虑虑坎宁汉汉修正；；上式可以看看出，惯性碰碰撞主要要取决于于尘粒质质量及其其与水滴滴之间的的相对运运动速度度；也与与水滴大小小有重要要关系，一般说水滴小时，惯性碰撞作用增强，有利于从含尘气体中分离尘粒。但水滴直径不是愈小愈好，直径太小的水滴容易随气流一起运动，降低气液相对运动速度，不利于从含尘气体中把尘粒分离出来。这是因为惯性碰撞参数St与尘粒和水滴之间的相对运动速度u成正比，而与水滴直径D成反比。所以，对于给定的含尘系统。要提高St值，必须提高气液(水)之间的相对运动速度并减少水滴直径。目前除尘工程中常用的各种湿式除尘器都是围绕着这个因素研究而发展的。（2）湿式式除尘器器的总效效率湿式除尘器器的除尘尘效率是是各种单单个液((水)滴滴的捕集集效率总总和。它它包括惯惯性碰撞撞、拦截截作用，扩扩散效应应和其他他作用对对尘粒的的捕集效效率。对对一定特特性的粉粉尘来说说，除尘尘效率愈愈高，湿湿式除尘尘器的能能耗也愈愈大(用用于输送送气体、雾雾化、喷喷淋液体体所需的的能耗))。除尘尘器的总总能耗（单位：：对于气气体）应为含尘尘气体和和液体((水)能能耗之和和，即（6--39）式中：—气气体通过过除尘器器的压力力损失，单单位：PPa；—加入液体体（水）压压力损失失，单位位：Paa；L——液（水水）气比比，单位位：L//m3；除尘器的总总除尘效效率是气气液两相相能耗（压压损或接接触率）的的函数，可可以用气气相总传传质单元元或除尘尘器的总总能耗EEi表示，即即：式中、是特特性参数数，取决决于要净净化的粉粉尘和湿湿式除尘尘器的型型式，其其数值是是经验数数据。（3）湿式式除尘器器的除尘尘效率计计算湿式除尘器器的除尘尘效率计计算，因因除尘器器型式多多样，数数学运算算过程繁繁琐，一一般可用用分级通通过率和和总通过过率表示示。湿式式除尘器器的分级级通过率率表示为为：（6--43）式中：—湿湿式除尘尘器分级级通过率率，单位位：%；；—除尘器的的分级效效率，单单位：%%；A、BB—常数，填填料塔和和筛板塔塔B=22，旋风风洗涤器器B0..67—空气动力力学粒径径。对于于粒径大大于1或或粒径遵遵循对数数正态分分布的情情况，可可用尘粒粒的实际际粒径代代替，做做近似计计算；任何湿式除除尘器对对给定粉粉尘的总总通过率率为：式中：—入入口粉尘尘筛下累累计分布布；—入口粉尘尘的频率率分布；；m——入口粉粉尘的总总质量；；—粒径为的的粒子分分级通过过率。二、喷雾塔塔洗涤器器1、工作原原理一种最简单单的湿式式除尘器器，如图图6-336；在在逆流式式喷雾塔塔中，含含尘气体体向上运运动，液液滴由喷喷嘴喷出出向下运运行。因因颗粒和和液滴之之间的惯惯性碰撞撞、拦截截和凝聚聚等作用用，使较较大的粒粒子被液液滴捕集集。加入入气体流流速较小小，夹带带了颗粒粒的液滴滴将因重重力作用用而沉于于塔底。为为保证塔塔内气流流分布均均匀，常常采用孔孔板型气气流分布布板。通通常在塔塔的顶部部安装除除雾器，以以除去那那些十分分小的液液滴。喷雾塔的除除尘效率率取决于于液滴的的大小、颗颗粒的空空气动力力学直径径、液气气流量比比以及气气体性质质。2、除尘效效率假定所有液液滴具有有相同直直径，且且进入洗洗涤器后后立刻以以终末沉沉降速度度沉降；；液滴在在整个过过气断面面上分布布均匀，无无聚结现现象；立立式逆流流喷雾塔塔靠惯性性碰撞捕捕集粉尘尘的效率率可以用用下式表表示：（6--44）式中：—液液滴的终终末沉降降速度，mm/s；；—空塔断面面气速，mm/s；；—气液接触触的总塔塔高度，mm；—单个液滴滴的碰撞撞效率。（66-455）3、压力损损失三、旋风洗洗涤器1、工作原原理在干式旋风风分离器器内部以以环形方方式安装装一排喷喷嘴，就就构成了了一种最最简单的的旋风洗洗涤器。喷喷雾作用用发生在在外涡旋旋区，并并捕集颗颗粒，携携带颗粒粒的液滴滴被甩向向旋风洗洗涤器的的湿壁上上，然后后沿壁面面降落到到器底。进进水喷嘴嘴也可安安装在旋旋风洗涤涤器入口口处。在在出口处处通常需需要安装装除雾器器。图6-377所示为为中心喷喷雾的旋旋风洗涤涤器；66-388为旋风风水膜除除尘器，在在我国应应用广泛泛。2、操作参参数与除除尘效率率旋风洗涤器器气体入入口速度度范围一一般为115-445mm/s。3、压力损损失旋风洗涤器器的压力力损失范范围一般般为0..5-11.5kkPa，可可用（66-477）进行行估算；；4、适用场场合适合于处理理烟气量量大和含含尘浓度度高的场场合。可可单独采采用，也也可以安安装在文文丘里洗洗涤器之之后作为为脱水器器。四、文丘里里洗涤器器1、除尘过过程文丘里洗涤涤器是一一种高效效湿式洗洗涤器，常用在高温烟气降温和除尘上。其结构如图6-39所示，由收缩管、喉管和扩散管组成。含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能，在喉管入口处，气速达到最大，一般为50-180m/s。洗涤液（一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速。充分的雾化是实现高效除尘的基本条件。通常假定：（1）微细颗粒以与气流相同的速度进入喉管；（2）洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流的曳力在喉管部分被逐渐加速；在液滴加速过程中，由于液滴与粒子之间惯性碰撞，实现微细颗粒的捕集。当液滴速度接近气流速度时，液滴与颗粒之间相对速度接近零。在喉管下游，惯性碰撞的可能性迅速减小。因为碰撞捕集效率随相对速度增加而增加，因此，气流入口速度必须提高。在扩散管中，气流速度减小也压力的回升，使以颗粒为凝结核的凝聚速度加快，形成直径较大的含尘液滴，以便于被低能洗涤器或除雾器捕集下来。2、几何尺尺寸主要包括收收缩管、喉喉管和扩扩散管的的长度、直直径以及及收缩管管和扩散散管的张张开角等等。3、压力损损失文丘里洗涤涤器内高高速气流流的动能能要用于于雾化和和加速液液滴，因因而气流流的压力力损失自自然高于于其他湿湿式和干干式除尘尘器。（66-533）（66-544）4、除尘效效率文丘里洗涤涤器的除除尘过程程尚缺乏乏可靠的的计算除除尘效率率的方程程式。计计算文丘丘里洗涤涤器的通通过率：：（66-555）例6-6计算洗洗涤器的的压力损损失和粒粒子的通通过率；；6.4过过滤式除除尘器目的要求：：了解袋式式除尘器器的除尘尘效率影影响因素素，压力力损失，清清灰方式式；掌握握滤料的的要求，袋袋式除尘尘器的工工作原理理、性能能特点及及设计选选型；重点：滤料料的要求求，袋式式除尘器器的除尘尘机理；；授课方式：：讲授、自自学过滤式除尘尘器是使使含尘气气流通过过过滤材材料将粉粉尘分离离捕集的的装置。采采用滤纸纸或玻璃璃纤维作作滤料的的空气过过滤器主主要用于于通风及及空气调调节方面面的气体体净化；；砂、砾砾、焦炭炭等颗粒粒作为滤滤料的颗颗粒层除除尘器用用于高温温烟气的的除尘；；采用纤纤维织物物作为滤滤料的袋袋式除尘尘器在工工业尾气气的除尘尘方面应应用较广广，本节节主要讨讨论袋式式除尘器器。袋式除尘器器是一种种干式高高效除尘尘器，可可用于净净化粒径径大于00.1微微米的含含尘气体体，除尘尘效率一一般可达达99%%以上，效效率高，性性能稳定定可靠，操操作简单单。但由由于所用用滤布收收到温度度、腐蚀蚀性等限限制，只只适用于于净化腐腐蚀性小小，温度度低于3300度度的含尘尘气体。不不适用于于粘结性性强，吸吸湿性强强的含尘尘气体净净化。一、袋式除除尘器的的工作原原理袋式除尘器器如图66-411所示；；含尘气流从从下部进进入圆筒筒形滤袋袋，在通通过滤料料的空隙隙时，粉粉尘被捕捕集于滤滤料上，透透过滤料料的清洁洁气体由由排气口口排出。沉沉积在滤滤料上的的粉尘，可可在机械械振动的的作用下下从滤料料表面脱脱落，落落入灰斗斗。颗粒因截留留、惯性性碰撞、静静电和扩扩散等作作用，逐逐渐在滤滤袋表面面形成粉粉尘层，常常称为粉粉尘初层层。初层层形成后后，它成成为袋式式除尘器器的主要要过滤层层，提高高了除尘尘效率。滤布只不过起着形成颗粒初层和支撑它的骨架作用，但随着颗粒在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把有些以附着在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。因此，除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰不能过分，即不应破坏颗粒初层，否则会引起除尘效率显著下降。二、影响除除尘效率率的主要要因素1、滤布及及粉尘层层的影响响滤布是袋式式除尘器器的主要要部件，滤滤布的特特性不仅仅直接影影响除尘尘效率，而而且对压压力损失失，操作作维修等等影响也也很大。滤滤布上粉粉尘层的的厚度，对对除尘效效率影响响很大。如如图6—40所示示。清洁洁滤布上上无粉尘尘层，滤滤尘效率率最低。积尘后后效率逐逐渐提高高至最大大值，振振打清灰灰后效率率有所降降低。当滤布上的的粉尘负负荷m((每单位位滤布面积积上粘附附的粉尘尘量)增增大时，除除尘效率率提高。但但滤布的的积尘量量太大，即即粉尘层层太厚，滤滤尘效率率反而降降低，压压力损失失增大，气气体处理理量减少少。2、滤布结结构和性性质的影影响实践证明，不不同结构构和性质质的滤布布，滤尘尘效率不不同。素素布结构构的滤布布滤尘效效率最低低，清灰灰后的效效率，急急剧下降降；起绒绒滤布除除尘效率率较高，清清灰后的的效率降降低较少少。绒布布优于素素布，是是由于绒绒布的容容尘量比比素布大大，能形形成强度度较大和和较厚的的多孔过过滤层，在在清灰后后保存一一部分粉粉尘成为为永久性性过滤层层。采用用细羊毛毛或其他他纤维制制成毛毡毡作滤料料，由于于毛毡的的整个厚厚度上容容尘量均均匀，永永久性容容尘量大大，过滤滤在毛毡毡内进行行，滤尘尘效率高高，清灰灰后也能能保持较较高的滤滤尘效率率。3、过滤速速度的影影响袋式除尘器器的过滤滤速度定定义为烟烟气实际际体积流流量与滤滤布面积积的比，也也称气布布比。过滤速度还还可用比比负荷的的概念表表示，它它是指没没平方米米滤布每每小时所所过滤的的气体量量，这是是工程设设计表示示法，即即；过滤速度与与比负荷荷两个概概念在本本质上是是同样的的。过滤速度主主要影响响惯性碰碰撞和扩扩散作用用。选取取过滤速速度时应应考虑欲欲捕集的的粉尘粒粒径及其其分布，另另外还与与滤料种种类和清清灰方式式有关。如如采用脉脉冲喷吹吹清灰时时，细粉粉尘取==2-22.5mm/miin，对对粗粉尘尘取=33-6mm/miin；三、袋式除除尘器的的压力损损失含尘气体通通过滤袋袋消耗的的能量，通通常用压压力损失失表示，它它是袋式式除尘器器的重要要技术经经济指标标。压力力损失不不仅决定定着能量量消耗，而而且决定定着清灰灰周期等等。袋式除尘器器的压力力损失由由通过清清洁滤料料的压力力损失和和通过颗颗粒层的的压力损损失组成成。假设设通过滤滤袋和颗颗粒层的的气流为为粘滞流流，和均可以以用达西西方程表表示。达达西方程程的一般般形式为为：（6--59）式中：K——颗粒层层或滤料料的渗透透率；x——颗粒层层或滤料料厚度；；渗透率K由由实验求求得，量量纲为长长度的平平方；根据达西方方程，则则有：（66-600）滤料的压力力损失基基本为一一常数，因因此通过过袋式除除尘器的的压力损损失主要要由决定定。对于于给定的的操作条条件（气气体粘度度和过滤滤速度），主要由颗粒层渗透率K和厚度决定。进而又直接是操作时间t的函数。在时间t内内，沉积积在滤袋袋上的颗颗粒物质质量m可可以表示示为：（66-611）其中为烟气气中粉尘尘的浓度度；上式表明，，其中是颗粒层的密度。因此气流通过新沉积颗粒层的压力损失：（6--62）对于给定的的含尘气气体，、和的值是是常量，令令颗粒的的比阻力力系数，则则上式变变为（6--63）对于给定的的烟气特特征和颗颗粒层渗渗透率，与颗粒物浓度和过滤时间t成线性关系，而与过滤速度的平方成正比。比阻力系数主要由颗粒物特征决定，假如已知颗粒的粒径分布、堆积密度和真密度，可以用丹尼斯和克莱姆提出的下述方程式估算：（66-644）式中：—比比表面参参数；—粒子的真真密度，gg/cmm3；—坎宁汉校校正系数数；四、袋式除除尘器的的滤料1、对滤料料的要求求滤布是袋式式除尘器器制作滤滤袋的材材料，除除尘器的的性能在在很大程程度上取取决于滤滤布的特特性。如如除尘效效率，压压力损失失．清灰灰周期等等都与滤滤布性能能有关。因因此，选选探滤布布必需考考虑如下下要求：：①滤布的的容尘